摘 要:如皋市長青沙大橋橋梁全長1046m,其中主橋為仙鶴型雙塔單索面預應力混凝土斜拉橋,主橋跨徑布置為(95+218+95)m,兩側引橋為裝配式部分預應力混凝土連續箱梁。主梁為單箱三室大懸臂斜腹板箱梁,三向預應力體系。主塔為仙鶴造型的空心塔柱,斷面根據造型需要進行漸變,造型設計與當地長壽文化高度契合,突破了傳統的橋塔造型。本文介紹了該橋的結構設計及主要設計特點。
關鍵詞:單索面 斜拉橋 設計 景觀
一、工程概況
長青沙大橋位于如皋港港口連接線(G204南延)上,路線南起長青沙環島東路,經東風灘橫跨長江北汊,南接沿江公路交叉,全長2.331km,按雙向四車道一級公路標準建設。長青沙大橋全長1046m,主橋采用(95+218+95)m仙鶴型雙塔單索面預應力混凝土斜拉橋,支承體系,主橋寬26.5m;引橋為35m裝配式部分預應力混凝土連續箱梁,上下行兩幅分離,單幅橋寬11.5m。
二、橋址區自然條件
1.氣象與水文
如皋地區地處北亞熱帶,屬東亞季風區的一部分,氣候溫暖濕潤,具四季分明、冬冷夏熱、雨水豐富之氣候特征。最冷月(1月)平均氣溫1.7℃,最熱月(7月)平均氣溫達27.4℃,年平均氣溫在14℃以上。年平均日照時數達2200h,無霜期約216天。年降雨量在1000mm以上,主要集中于夏季。由于距海較近,受海洋調節較明顯,氣溫的日較差和年較差都較小。
長江如皋段屬于長江感潮河段,常年潮水位為2.33~2.63m,長江口為終點強度的潮汐河口,潮汐為非正規半日潮,每天兩漲兩落,日潮不等現象明顯。
2.地形地貌
橋位處天生港水道,屬長江澄通河段中部如皋沙群段,其上游是福姜沙汊道段,下游為通州沙水道。地貌上屬長江漫灘區,地勢基本平坦略有起伏。
3.地質
橋址區地貌上屬長江漫灘區,上部第四系松散層多為新近期的長江漫灘沖積物,底部為晚更新世沖洪積物。
4.地震效應
1.主橋結構設計
(1)主橋結構體系
主橋采用仙鶴型雙塔單索面預應力混凝土斜拉橋,主跨為218m,邊跨95m,主橋長408m,橋寬26.5m。橋梁中間設3.5m寬索區,扇形索面橫向間距為1.1m,梁上間距標準段為6m,邊跨梁端加密至3m,塔上間距豎向2m;主梁為預應力混凝土單箱三室斷面,中心梁高2.8m;主塔為鋼筋混凝土結構,橋面以上高85m(含裝飾段)。
主橋結構體系為支承體系,主梁在橋塔處開孔供主塔穿過橋面,在主塔處梁下設縱向活動支座,橫橋向設有橫向抗風支座;在主引橋過渡墩墩頂處設縱向活動支座,單側橫向約束。
(2)主梁
主梁采用單箱三室斜腹板箱梁斷面,中心線處梁高2.8m,頂板寬26.5m,底板寬10.5m,懸臂長度為4m,箱梁頂板設2%的橫坡,底板水平;采用前支點掛籃懸澆,分為標準節段、非標準節段和邊跨支架現澆段。標準節段:箱梁頂底板厚度均為28cm,中腹板厚40cm,斜腹板厚25cm,懸臂端部厚20cm,根部厚55cm。非標準節段:在梁端及主塔根部,頂底板局部加厚至50cm;主塔根部中腹板局部加厚至120cm。
一、設計特色
1.橋塔設計獨特
如皋是我國六大長壽之鄉之一,是我國沿海地帶唯一的長壽之鄉,也是處于工業相對發達地區的長壽之鄉。仙鶴羽色素樸純潔,體態飄逸雅致,成為高雅、長壽的象征。將仙鶴作為斜拉橋主塔的基本造型,體現了如皋長壽之鄉的文化名片。
長青沙大橋主橋橋塔造型美觀,形態高挑,像一對美麗的仙鶴棲息于長江之上,與如皋長壽文化高度契合。橋塔造型獨特、新穎、飄逸,塔身線條優美流暢,通過橋塔斷面的變化豐富了橋塔立面的構圖,避免了大面積混凝土產生的單一和呆板。立面構造精致,質感豐富,大懸臂斜腹板主梁使結構顯得更加輕盈,給人總體向上展翅欲飛的動感和氣勢。
1.結構體系合理
通過對墩塔梁固結的剛構體系、塔梁固結體系及支承體系的靜力及抗震能力分析,最終主橋選擇支承體系進行施工圖設計。與雙索面斜拉橋不同的是,單索面斜拉橋需在主梁上開孔供主塔穿過,設計時應對主梁開孔處進行細部分析及相應的構造措施。
2.視野開闊
單索面斜拉橋由于拉索布置于中央分隔帶內,具有良好的視覺環境,視野開闊,無雙索面斜拉橋的行車壓抑感,長青沙大橋穿過規劃中的休閑度假區,車行其上可一覽周邊美景。
參考文獻
[1] 林元培.斜拉橋[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2] 劉士林,梁智濤.斜拉橋[M].北京:人民交通出版社,2002.
[3] 嚴國敏.現代斜拉橋[M].成都:西南交通人學出版社,1996.
作者簡介
龔俊(1980—),男, 湖北,工程師,大學本科,從事橋梁設計工作。